Quels modèles et quels outils pour la scénarisation d'activités dans les nouveaux dispositifs d'apprentissage ?

Plan Introduction : des objets pédagogiques aux langages de modélisation pédagogique Le courant "Instructional Design" Présentation de la proposition de standard "IMS-Learning Design" Que faire des EMLs : quelques pistes de recherche Préciser le concept de scénario pédagogique Le cycle de vie d'un scénario pédagogique Perspectives de recherche et discussion

Introduction TICE : l'évolution des questions les autoroutes de l'information Quel accès à l'information ? les objets pédagogiques Quels contenus ? les scénarios pédagogiques Dans quelles situations, comment et pour quels objectifs ? Maturation progressive du domaine De l'expérimental à l'opérationnel Du travail de pionnier à un certain degré de généralisation Du technique au pédagogique

TICE et nouveaux dispositifs d'apprentissage Formations industrialisées Formation professionnelle Offre de formation souvent privée Formations semi-industrialisées : Contexte plutôt académique Atteindre de nouveaux publics (FOAD) Open universities Exemple des campus numériques en France Formation académique "instrumentée": Introduction de nouvelles modalités Mutation du métier d'enseignant Objet d'étude

Des objets pédagogiques aux langages de modélisation Milieu des années 1990 Apparition du terme "objet pédagogique" Consortiums internationaux (IMS, Ariadne) Proposition de standard en 2001 : le LOM Fin des années 1990 Comment exploiter techniquement des objets pédagogiques avec Internet ? Consortiums "corporatistes" américains (AICC, SCORM) Apparition des LMS et LCMS (Plate-formes de FOAD) Début des années 2000 Apparition d'un courant "pédagogique" Les activités sont centrales et non les ressources (R. Koper, 2001)

3 points de vue sur les objets pédagogiques Point de vue : Ingénierie des composants P oint de vue : Gestion de systèmes logiciels d’information complexes Objectifs : Objectifs : - fournir des sol utions opérationnelles et génériques - favoriser le catalogage, la recherche et pérennes et la réutilisation d’objets - favoriser la réutilisabilité des composants 3 1 Modèles de mise en œuvre Langages informatique d’indexation Ex : SCORM Ex : LOM Objet pédagogique : concepts et terminologie Ex : EML 2 Langages de Modélisation pédagogique Point de vue : Ingénierie pédagogique Objectifs : - favoriser la conception de solutions de formation variées, efficaces et ouvertes

1. LOM et le modèle "grain d'apprentissage" Objectif du LOM (Learning Object Metadata) indexer des Objets Pédagogiques pour les réutiliser dans des curricula Fondé sur le principe du "share and reuse" Mis en œuvre au sein da la fondation ARIADNE Mais… quels usages effectifs de réutilisation ? Quels besoins ? comment construire une solution de formation par agrégation ? Une modèle de structuration sous jacent : Des unités de structuration (curriculum, cours, leçon) Des ressources de granularité diverses (4 niveaux)

LOM : Le modèle de structuration sous-jacent Curriculum Metadata Is composed of Construction par agrégation de briques : le bon paradigme ? Course Metadata granularité Is composed of Lesson Metadata Is based on Media Metadata granularité Is composed of

Comment indexer une ressource brute avec le LOM? Pourriez vous définir de façon générale ? L’activité d’apprentissage ? La densité sémantique ? La durée d’utilisation ? Le public cible ? La difficulté ?

LOM : Les faiblesses du modèle Pas de séparation formelle entre : Les entités de structuration (curriculum, course, lesson) Les contenus (ressources, media) Une volonté de décrire des caractéristiques pédagogiques inhérente à l'objet : confusion entre objet et usage de l'objet N’est pas compatible avec toutes les approches pédagogiques Pas de description de l’activité de l’apprenant Pas de description des communications entre apprenants et/ou formateurs Pas de description des productions créée par les apprenants

2. L'approche technique : Proposition SCORM Proposé par le consortium ADL (initiative armée américaine) – Reprend les travaux AICC Se focalise sur les contenus en ligne (web) Complète le standard LOM en proposant : Un modèle d'agrégation Un environnement d'exécution permettant de surveiller l'activité d'un apprenant depuis un "Learning Management System " Fondé sur le concept d'Objet de Contenu Partageable

SCORM Proposition : the Content Aggregation Model and Metadata Content Aggregation Metadata Content Aggregation SCO Metadata SCO = Shareable Content Object For each level, an object is described by a specific subset of LOM Metadata Asset Metadata Asset

SCORM : Bilan du modèle Avantages : Identifie formellement 3 classes d’OP Ne considère pas au même plan une ressource brute et une unité de structuration Permet d'effectuer un certain contrôle de l’activité Mais : Structuration fondée sur le contenu (course, chapter, module) et non sur l’activité de l’apprenant Bien adapté aux cours classiques (cours transmissifs/évaluations automatisées) Soulève un problème important de réingénierie des ressources numériques

3. L'approche pédagogique : les langages de modélisation pédagogique Origine (2001) EML from Open University of Netherlands : Rob Koper Adopté en 2003 par IMS : standard Learning Design Constats Ce ne sont pas les objets de connaissance qui sont centraux dans le processus d'apprentissage mais les activités Le modèle LOM est inadapté :Les Objets ne peuvent être définis a priori en dehors de leur usage dans des "unités d'apprentissage" Objectifs Fournir des modèles adaptés à la conception pédagogique de situations d'apprentissage diverses

OUN-EML : Architecture d'une unité d'apprentissage (Rob Koper) Est composé de Est composé de Est composé de Rôle Activité Environnement Est effectuée dans réalise produit Les activités sont au centre du processus Résultat Resource Resource Resource

OUN-EML : Avantages Séparation explicite des activités et des ressources (qui peuvent être non numériques) Se veut compatible avec toutes les approches pédagogiques Permet d'envisager d’autres types de réutilisation (réutilisation de scénarios) Propose une classification des activités Learning activity, support activity, other activity Propose une classification des ressources (objet) Knowledge object, test object, tool object, search object, communication object, etc.

Synthèse des modèles : LOM, SCORM, OUN-EML Curriculum Content Aggregation Agregation Level Unit of study Course Lesson Content or Activity Level Shareable Content Object Role Activity Environment Resource Level Media Asset Resource

Proposition : Objet pédagogique Un Objet Pédagogique est une entité numérique ou non, abstraite ou concrète, qui peut être utilisée, réutilisée ou référencée lors d'une formation dispensée à partir d'un support technologique Il existe trois principales classes d’objets pédagogiques : Les Unités d’Apprentissage qui permettent de structurer la formation et de l’organiser dans l’espace et dans le temps Les Activités Pédagogiques qui définissent les modalités précises d’acquisition, de validation, de communication d’une ou plusieurs connaissances Les Ressources Pédagogiques, physiques ou numériques, nécessaires à la réalisation des activités Pernin, J.P. Objets pédagogiques : unités d’apprentissage, activités ou ressources ? (32 pages), Revue "Sciences et Techniques Educatives", Hors série 2003 " Ressources numériques, XML et éducation", pp 179-210, avril 2003, éditions Hermès

Le courant "Instructional Design" et les langages de modélisation pédagogique

Le cadre théorique général Instructional Design Une des mises en pratique importantes des théories de l'apprentissage Constat de base : Les modes d'organisation des activités d'apprentissage (ordre, enchaînement) influent fortement sur la façon dont s'opère l'appropriation de la connaissance Contexte d'élaboration Courant essentiellement nord américain (depuis 1970) Origine : Formation professionnelle – entraînement militaire Industrialisation de la formation

La théorie de Gagné : les conditions de l'apprentissage 5 catégories d'apprentissage : Communication verbale Habiletés intellectuelles Stratégies cognitives Habiletés motrices Attitudes Principes : A chaque catégorie doivent correspondre des conditions spécifiques d'apprentissage Ex : Stratégies cognitives <-> résolution de problèmes Ex : Attitudes <-> jeu de rôle

Gagné : les 9 types d'événements d'apprentissage Attirer l'attention Informer les apprenants des objectifs Stimuler le rappel d'apprentissages antérieurs Présenter un stimulus Fournir un guide à l'apprentissage Inciter à la performance Fournir de retours d'information Evaluer les performances Favoriser la rétention et le transfert

L'approche de Mager (1975) Modèle : Criterion Referenced Instruction, ensemble de méthodes et modèles pour la conception et la mise en œuvre de programmes de formation (1) identification des besoins d'apprentissage (2) spécification précise des objectifs en termes de performance : quels résultats doivent être produits et comment doivent-ils être évalués (notion de critère) (3) élaboration des méthodes de vérification des critères identifiés (4) développement des modules de formation adaptés aux objectifs

L'approche de Merril "Component Display Theory" (CDT) Deux dimensions à l'apprentissage Les contenus à transmettre (faits, concepts, procédures, principes) Les performances (utiliser, trouver, se remémorer) 4 composants primaires (Règle, Exemple, Rappel, Exercice) et 5 composants secondaires (Prérequis, objectifs, assistances, mnémoniques, feedbacks) Concevoir une formation = sélectionner la bonne combinaison de composants. Pour un objectif et un apprenant donnés, il existe une unique combinaison résultant de la situation d'apprentissage la plus efficace (individualisation)

Le courant "andragogique" (Knowles) Insiste sur l'importance d'adapter la formation à l'expérience ou aux intérêts des apprenants Il n'y aurait pas d'organisation pédagogique optimale ne tenant pas compte de chaque apprenant : Théories sur les différences individuelles et les profils Recherche sur les styles cognitifs

Les applications de l'"Instructional Design" dans le domaine des TICE Objectif : industrialisation de la formation Ingénierie des systèmes d'apprentissage (essentiellement à distance) Ex : MISA Langages de modélisation pédagogique Différentes propositions : EML (Open University of Netherlands) CDF (Fondation ARIADNE) LMML (University of Passau) PALO (UNED) Targeteam (Universität der Bundeswehr München) TML/Netquest (University of Bristol) Proposition d'un standard : IMS-Learning Design (2003)

MISA : Méthode d'Ingénierie des Systèmes d'Apprentissage (G. Paquette)

Présentation de IMS Learning Design Anne Lejeune . Laboratoire CLIPS / ARCADE

Spécification IMS LD Base de la spécification : EML (langage de modélisation pédagogique proposé par l’université ouverte de Hollande, l’OUNL) Documents de présentation de la méthode : IMS Learning Design Information Model IMS Learning Design Best Practice and Inplementation Guide IMS Learning Design XML Binding Site : http://www.imsglobal.org/

Spécification IMS LD Objectif : développer un environnement de modélisation d’unités d’apprentissage Supportant la diversité et l’innovation pédagogique Promouvant l’échange et l’interopérabilité des “matériels pédagogiques” Situations pouvant être décrites : mono / multi utilisateur toutes les approches d’acquisition de connaissances Comportementalisme, Constructivisme, Cognitivisme, … travail individuel ou collaboratif travail sur site où à distance

Référence au théâtre Le scénario est décrit comme une mise en scène. Une pièce est composée d’actes qui sont exécutés en séquence. Les actes sont composés de partitions qui associent un rôle à une activité effectuée dans un environnement (décor).

Trame d’un scénario scénario

situation d’apprentissage Modèle structurel situation d’apprentissage 0..* 0.. 1 0..* 1 composant objectifs / pré requis scénario 0..* 0..* 1 0..* 1..* 0..* 0..* 1..* ressource pièce condition notification 1..* acte 1..* partition

Trois niveaux de conception Scénario générique C B Contrôle d’exécution du scénario, personnalisation par prise en compte du profil de l’utilisateur A Prise en compte d’événements dans l’exécution du scénario

Modèle relationnel Objet Pédago. service production produit > * produit > apprentissage soutien structure d’activité 1..* personne propriété « use » apprenant encadrement utilise> 1 global elements pièce partition acte condition méthode objectifs Pré requis conçue selon > rôle environnement activité effectue > notification < active *

Etapes de conception Phase 1 : Analyse Scénario présenté sous forme textuelle (narration). Selon le point de vue strictement pédagogique, la narration doit décrire une expérience d’apprentissage complète en termes de scénarios et de use case, aussi bien du point de vue de l’apprenant que de l’équipe pédagogique   Phase 2 : conception Modélisation du document précédent par des diagrammes d’activité UML inter-connectés (étape semi-formelle).   Phase 3 : conception / suite Les diagrammes d’activité donnent lieu à des instances de documents XML.

Exemple : cercle de littérature (niveau B) Le maître introduit chacun des livres. Le maître distribue à chaque élève 4 ou 5 copies de livres (toutes différentes) Les élèves choisissent chacun l’un des livres Tous les élèves qui ont choisi le livre X se rassemblent dans le cercle de littérature X Les élèves du cercle de littérature X s’accordent sur le découpage du livre en lectures Les élèves du cercle X se répartissent les rôles pour la première session de lecture Chaque élève termine en séance ou en travail personnel la première lecture et prépare un document caractéristique de son rôle. Les élèves du cercle X se rencontrent : Le « directeur de discussion » pose la question qui lance le débat. Le groupe essaie d’y répondre, chaque rôle apportant la contribution propre à son rôle La conversation se développe, le « directeur de discussion » encourageant la participation de chacun des membres du cercle. A la fin de la session, les élèves permutent leurs rôles et se mettent d’accord sur la prochaine lecture. Les élèves du cercle de littérature X répètent les étapes 7 et 8 sur chaque lecture jusqu’à ce qu’ils aient atteint la fin du livre choisi. Les élèves du cercle de littérature X préparent une présentation pour la classe du livre choisi. Les élèves du cercle de littérature X font leur présentation au reste de la classe.

Que faire des EMLs ? Quelques pistes de recherche

L'objet de notre recherche Contexte : Formations semi-industrialisées Formation académique "instrumentée" Objectifs Construire des outils méthodologiques pour observer les pratiques Permettre la conception par les praticiens de nouvelles situations d'apprentissage Favoriser le partage et la réutilisation au sein de communautés de pratique Proposition d'un cadre général Préciser le concept de scénario pédagogique Le cycle de vie d'un scénario

Préciser le concept de scénario pédagogique

MAIS : A quoi ça sert ? Quels usages possibles ? Constat initial Exemple de EML Métaphore du théâtre : découpage en scènes, actes, partitions, etc. Existence de 3 niveaux de conception (prescription, individualisation, événementielle) Grande complexité de mise en œuvre Choisi très (trop?) rapidement comme standard MAIS : A quoi ça sert ? Quels usages possibles ? Objectif de cette présentation : Dégager un certain nombre de critères permettant d'établir une typologie des langages de modélisation pédagogique

Situation d'apprentissage et modélisation pédagogique Connaissances enjeux d'apprentissage Enjeu de la modélisation pédagogique : décrire "a priori " une situation d'apprentissage afin d'assurer une meilleure qualité du processus d'acquisition / apprentissage Situation d'apprentissage : Permet l'acquisition des connaissances par l'apprenant Apprenants

Une première définition Scénario pédagogique : résultat manipulable de la modélisation d'une situation d'apprentissage Description du déroulement (prévu ou constaté) d'une situation d'apprentissage en termes de rôles, d'activités et d'environnement nécessaire à sa mise en œuvre, mais aussi en termes de connaissances manipulées.

Processus de modélisation pédagogique Langage de notation pédagogique Langage de modélisation pédagogique Avant Pendant Après (1) Déterminer les connaissances enjeux d'apprentissage et leurs règles d'acquisition (1) Concevoir le scénario de la situation d'apprentissage (2) Mettre en œuvre la situation d'apprentissage (3) Evaluer le scénario et réutiliser Représentation des connaissances et expertise didactique Scénario constaté Scénario pédagogique

Quels usages des langages de modélisation pédagogique Par qui ? Pour quelles situations d'apprentissage ? Pour quel grain de situation d'apprentissage ? Pour quels types d'apprentissage ? Pour qui et pour quand ? Pour l'acquisition de quelles connaissances ? Pour exprimer quoi ?

Par qui ? Qui manipule un langage de modélisation pédagogique ? Ingénieur pédagogique Enseignant/Concepteur Critères Accessibilité Simplicité d'usage Problématiques liées Importance des métaphores utilisées Formation des concepteurs Environnements spécialisés pour les enseignants

Pour modéliser quelles situations d'apprentissage ? Traditionnelles, totalement ou partiellement instrumentées Présentielles, à distance Individuelles, collectives Critères Puissance d'expression

Pour modéliser quel grain de situation ? scénarios de structuration pédagogique organiser les unités de structuration pédagogiques telles que les cours, modules, leçons, cursus, crédits. scénarios d'enchaînement d'activités organiser les activités d'un apprenant ou d'un groupe d'apprenants au sein d'une séquence pédagogique, d'une séance, etc. scénarios de réalisation de tâche décrire le déroulement d'une tâche précise (ex. parcourir un hyper-document, résoudre un exercice, manipuler une simulation).

Pour quelles approches d'apprentissage ? Approche comportementaliste Approche cognitiviste Approche constructiviste Approche socioconstructiviste Critères Neutralité pédagogique Problématiques liées Aucune approche n'est à privilégier. Un langage peut-il véritablement être neutre ?

Pour qui et quand ? Phase de conception : Phase d'exploitation Pour le développeur Pour la machine (automatisation du processus) Phase d'exploitation Pour l'enseignant/tuteur Pour l'apprenant Phase d'évaluation Pour l'enseignant évaluateur Pour l'institution Pour le concepteur (retour d'expérience, réutilisation) Critère Adaptabilité (permettre des vues multiples) Problématiques liées Exige l'étude détaillée du cycle de vie d'un scénario pédagogique

Pour l'acquisition de quelles connaissances ? Comment les connaissances à acquérir sont-elles associées aux activités ? Simples descripteurs (prérequis, objectifs) Représentation explicite des connaissances Modélisation didactique Critère "Prise en compte des contraintes didactiques" Problématiques liées Quels liens entre modélisation didactique et modélisation pédagogique ?

Pour exprimer quoi ? Quand elle se déroule, une situation d'apprentissage présente plusieurs facettes (vues du tuteur) : Prescription Observation Régulation Evaluation Capitalisation Personnalisation Le langage doit permettre l'expression de toutes ces facettes Critères Exhaustivité

Les différentes facettes d'un scénario Représentation des connaissances / Expertise didactique Personnalisation Mémoire d'apprentissage Profil Capitalisation Diagnostic Événement pédagogique Prescription Observation Régulation Evaluation Distribution des rôles et des tâches Déroulement, Comportement, Événement, Etat Rétroactions, Modifications de l'environnement Situation Pédagogique (Rôles+Activités+Environnement)

Le cycle de vie d'un scénario pédagogique

Le cycle de vie élémentaire d'un scénario Avant Pendant Après (1) Concevoir le scénario (2) Mettre en œuvre le scénario (3) Evaluer le scénario et réutiliser Scénario contextualisé Scénario constaté

Concevoir le scénario (1) Concevoir le scénario (2) Mise en œuvre le scénario (3) Evaluer le scénario et Réutiliser Scénario contextualisé Scénario constaté

La phase de conception Différencier : Scénario abstrait : description d'une situation générique à mettre en place en termes de rôles, d'activités et d'environnement Scénario contextualisé : déclinaison précise d'un scénario abstrait prenant en compte un contexte précis (qui ? quand ? avec quoi ?) Concevoir le scénario Scénario contextualisé Concevoir Scénario abstrait Instanciation

Différents niveaux de contextualisation Personnaliser : prise en compte des informations relatives à un apprenant ou à un profil d'apprenant Médiatiser : définition précise de ressources pédagogiques qui seront utilisées Instrumenter : définition des outils et services nécessaires (ENT, un chat, un ordinateur, une salle, une table, …) Affecter les rôles : affectation des acteurs réels aux rôles définis de façon abstraite Planifier : organisation précise du déroulement des activités dans le temps Concevoir le scénario Personnaliser Médiatiser Instrumenter Concevoir Scénario abstrait Scénario contextualisé Affecter les rôles Planifier

Les différents statuts de contextualisation d'un scénario Acteurs Affecter / Personnaliser Activité planifiée Planifier Ressources situées Services concrets Outils concrets Instrumenter Ressources concrètes Médiatiser Scénario abstrait Rôle abstrait Activité Environnement Ressources abstraites Outils abstraits Services abstraits

Quels outils ? Créer ou réutiliser ? Scénario abstrait Bases de Scénarios Langage de modélisation Activité planifiée Planifier Ressources situées Services concrets Outils concrets Instrumenter Rôle affecté Affecter les rôles En bleu : Rôles d'un LMS Ressources concrètes Médiatiser Bases de Ressources Chaîne de Production Rôle abstrait Activité Environnement Ressources abstraites Outils abstraits Services abstraits

Perspectives de recherche

Objectifs A terme : Développer, expérimenter et valider des modèles, méthodes et outils appropriés aux acteurs de la formation académique instrumentée Proposer des formalismes ou modes d'expression adaptés à nos cultures S'intéresser à toutes les phases du cycle de vie : conception exploitation évaluation

Approche méthodologique 1. Développer des langages de notation Observer les usages de différentes "communautés de pratique" Valider les langages de notation 2. Développer des langages de modélisation manipulables de façon simple par les membres d'une certaine communauté de pratique Expérimenter l'usage des langages de modélisation Valider les langages de modélisation 3. Analyser le degré de généricité des modèles proposés : existe-t-il des langages génériques ? …/…

Discussion Vos questions…